Неравномерная сетка. Изолинии

Неравномерной сеткой называется модель описания поверхности в виде множества отдельных точек {(x₀, y₀, z₀), (x₁, y₁, z₁), …,(x_n-1, y_n-1, z_n-1)}, принадлежащих поверхности. Эти точки могут быть получены, например, в результате измерений поверхности какого-нибудь объекта с помощью определенного оборудования. Такую модель можно считать обобщением для некоторых рассмотренных выше моделей. Например, векторная полигональная модель и равномерная сетка могут считаться разновидностями неравномерной сетки.

Рассмотрим один из вариантов описания поверхности — изолинии высоты. Любая изолиния состоит из точек, представляющих одно числовое значение какого-то показателя, в данном случае значение высоты. Изолинии высоты также можно рассматривать как контуры разреза поверхности горизонтальными плоскостями. Описание поверхности изолиниями высоты часто используется, например в картографии. В компьютерных системах изолинии часто описываются векторно — полилиниями. Используются также изолинии в виде сплайновых кривых.

Точки, составляющие изолинии, и отдельные опорные точки располагаются неравномерно. Это усложняет расчет координат точек поверхности.

Типы поверхностей: В компьютерной графике существует два подхода к моделированию объектов: на основе полигональных сеток и на основе NURBS-кривых.

NURBS - Non-Uniform Rational Bezier Splines (Неоднородные рациональные B-сплайны)

Созданная таким способом поверхность похожа на трехмерный искривленный лист в пространстве. Существуют ограничения на их построение, соединение друг с другом и деление на части. Моделирование на основе NURBS-кривых не сводится к соединению друг с другом отдельных фрагментов. В отличие от полигонов, имеющих фиксированную форму, в NURBS-моделировании трехмерные объекты создаются из кривых и поверхностей, что предоставляет неограниченные возможности их использования.

Полигоны легко редактируются. Плюс ко всему, перед визуализацией не требуется рассчитывать форму построенной на их основе модели. Можно добавлять дополнительные ребра, увеличивая степень детализации поверхности, или же оставлять широкие грани, которые проще состыковывать друг с другом. Кроме того, имеется возможность в любой момент преобразовать поверхность, полученную на основе NURBS-кривых, в сетку полигонов, что часто является оптимальным подходом к моделированию сложных объектов.

Помимо редактирования при помощи режимов поверхностей, можно использовать модификаторы:

Модификаторы – это программные средства для выполнения специальных типов преобразований и внесения изменений в структуру объектов. Модификаторы могут воздействовать на всю геометрическую модель объекта или на ее отдельные элементы (подобъекты)

Модели цвета.

Модель - способ описания определенных цветовых областей с помощью специального математического аппарата.

Все модели цвета принадлежат к следующим трем типам: психологические (в зависимости от восприятия), аддитивные (основаны на сложении), субтрактивные (основаны на вычитании). Любое преобразование цвета из одного пространства в другое влечет за собой потерю данных о цвете в изображении. При обработке изображений при подготовке к печати имеют дело с тремя цветовыми моделями: CIE Lab - психологическое цветовое пространство, RGB - аддитивное цветовое пространство и CMYK - субтрактивное цветовое пространство.

Психологическая модель цвета CIE Lab - психологическое цветовое пространство. Данная модель цвета позволяет отдельно воздействовать на яркость, контраст и цвет изображения. Это используется в полиграфии для ускорения обработки изображений при допечатной подготовке.

К аддитивным цветовым моделям относятся модели RGB, HSB, HLS, Lab, YIQ.

В аддитивных моделях, основанных на сложении цветов, для воспроизведения оттенков используются цветные световые лучи. Все оттенки цвета получаются за счет сложения в разных пропорциях трех основных цветов: красного, зеленого и синего (red, green, blue - RGB). Чем выше интенсивность цвета, тем он ближе к чистому тону, а чем меньше, тем ближе он к черному цвету. Если сложить все три основных цвета с максимальной интенсивностью, равной 255, получится белый цвет. И наоборот, если просуммировать три цвета нулевой интенсивности, получится черный цвет. Модель цвета RGB была создана для описания цвета на мониторе, применяется также для сканеров, цифровых камер. В полиграфии применяется на стадии предпечатной подготовки.

Модель HSB (Hue, Saturation, Brightness), основана на использовании цветового тона (цвета), контрастности (насыщенность цвета) и яркости (степень белизны цвета). Эта модель соответствует наиболее естественному представлению цвета с точки зрения восприятия его человеческим глазом.

Наиболее полный диапазон оттенков имеет цветовая модель Lab. Она является аппаратно-независимой, т.е. цвета отображаются в рамках этой модели без какой-либо привязки к свойствам конкретного монитора.

Субтрактивная модель цвета CMYK (cyan – голубой, magenta – пурпур, yellow – желтый, black – черный). Схема CMYK обладает небольшим цветовым охватом.

Разностные модели применяются при многослойной печати с использованием прозрачных чернил четырех цветов. Нанесение таких чернил в несколько слоев позволяет получать миллионы различных оттенков. Чем больше красящего пигмента содержится в чернилах, тем темнее их цвет, а чем темнее цвет чернил, тем меньше света отражается от бумаги, на которую наносятся эти чернила.

Плашечные цвета тоже являются цветами разностной модели, но создаются непрозрачными чернилами, которые не смешиваются - используется множество чернил различных оттенков. Некоторые принтеры используют только цветовые компоненты CMY. На таких принтерах для черного цвета используется смешивание 100% каждого из трех цветов.